[發明專利]用于改變工件的工具

有效

• 申請號: 201210342457.1
• 申請日: 2012-09-14
• 公開（公告）號: CN103008765A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 謝爾蓋·法德勒威奇·高洛瓦申科
• 申請（專利權）人: 福特全球技術公司
• 主分類號: B23D31/00
• 分類號: B23D31/00;B23K20/06
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 郭鴻禧

關于聯邦資助的研究或開發的聲明

本發明是根據第DE-FG36-08GO18128號合同在政府支持下開展的。政府擁有本發明的某些權利。

技術領域

本公開涉及一種用于剪裁或接合金屬板的電動液壓工具。

背景技術

從金屬板制造部件通常需要剪裁和焊接金屬板。在傳統的制造工藝中，使用低碳鋼，這是因為低碳鋼的延展性且低碳鋼容易剪裁和焊接。已經提出多種新材料(例如，深拉優質鋼、拉拔優質鋼(drawing?quality?steels)、烘烤硬化鋼、雙相鋼、硼板、鋁合金)來制造金屬板部件。現在在車輛的制造中提出用輕質材料和高強度材料代替低碳鋼，以增加燃料經濟性。使用傳統的金屬板成形工具和焊接工藝對這些類型的輕質材料進行加工在制造過程中導致實質性問題。

在剪裁操作中，較硬的材料需要更大的力，以從金屬板剪裁廢料。另外，當剪裁更高強度的金屬板時，由于更大的力施加到成形工具而導致可產生更大的間隙。對于傳統的低碳鋼，通常建議間隙小于材料厚度的10％。另外的間隙可沿著金屬板的剪裁邊緣以毛刺、裂縫、裂片的形式產生。另外，增加的間隙還可導致工具鋼邊緣的磨損增加。工具鋼邊緣的磨損可通過重新銳化剪裁鋼的邊緣或者通過填塞剪裁鋼嵌件來解決，這增加了制造成本。

提出的另一個方案是包括與剪裁鋼相鄰的彈性廢料支撐件(elastic?scrap?supports)，以減少毛刺的變形和彎曲，如申請人在第7,197,970號美國專利中提出的。根據申請人的在先專利的彈性廢料支撐件的使用極好地適合于垂直剪裁操作。然而，如果需要通過凸輪操作的剪裁鋼工具進行大角度切割(可能需要大到60°的切割角度)，則彈性廢料支撐件的效用降低。

在申請人的第7,810,366號在先專利中，提出對坯件進行電動液壓剪裁、翻邊和縫邊(hemming)，但是必須給電動液壓工具提供大量液體。由于需要排放和填充電動液壓腔，所以大量液體的使用增加了機械循環時間。另外，為了利用更大的電動液壓腔中的更大的液體體積對板進行剪裁、翻邊和縫邊，需要增加的電壓以提供足夠的力。此外，放電的多個電極與板的被作用區域的位置之間的間隔的增加會降低來自電動液壓脈沖的可用壓力。

在焊接操作中，焊接鋁或混合金屬可能需要將粘合劑施加在接合區域，以獲得需要的接合強度。粘合劑的添加增加了完成的板的重量和成本，還使制造工藝變復雜。點焊操作和其他熱焊接技術依賴于金屬板的材料的局部熔化。局部熔化降低了強度且可降低完成的部件的性能。已經提出電磁焊接，以接合鋁和其他混合金屬組件。然而，電磁焊接依賴于線圈，而線圈的壽命短且更換的成本高。另外，當應用于電導率差的材料時，電磁焊接不是特別有效。

上述與剪裁和接合輕質金屬板相關的制造挑戰和問題通過申請人如下面總結的描述來解決。

發明內容

本公開提出使用圍繞模具的外周延伸的小體積電動液壓腔取代金屬板模具上的嵌件和剪裁鋼邊緣。電動液壓腔設置有電極絲，所述電極絲設置在液體中并連接到存貯電荷源。小體積的電動液壓腔圍繞模具的外周延伸。當存貯電荷源通過所述電極絲放電時，在液體中產生壓力脈沖。高電壓放電使所述電極絲破碎。壓力脈沖驅動板抵靠設置在板的與電動液壓腔相對的側上的工具鋼嵌件的剪裁鋼邊緣。

已經發現的是，使用類似的小體積的電動液壓腔，通過液體傳遞的高壓脈沖可驅動一個板以高速運動到另一個板。在小的液體填充腔中，固定電極可連接到存貯電荷源，以形成點接合部。可選地，電動液壓腔可設置有電極絲，所述電極絲連接到存貯電荷源，所述存貯電荷源通過所述電極絲放電，以在電動液壓腔中產生壓力脈沖。電動液壓腔可以是延伸通道，所述延伸通道被設置為與將被接合到另一個板或縫邊邊緣的板中的一個的表面相鄰。

如上面總結的申請人的公開將在參見附圖及下面對示出的實施例的詳細描述時被更好地理解。

附圖說明

圖1是部分成形的金屬板部件的圖解俯視圖；

圖2是沿著圖1的線2-2截取的，電動液壓成形工具在金屬板部件上的位置的圖解截面圖；

圖3是沿著圖2的線3-3截取的電動液壓成形工具的圖解截面圖；

圖4是示出在執行電動液壓剪裁操作之后的電動液壓成形工具的圖解截面圖；

圖5是電動液壓成形工具的可選實施例的圖解截面圖，示出了在剪裁操作之前設置在電動液壓剪裁工具中的坯件；

圖6是在執行剪裁操作之后的在圖5中示出的電動液壓剪裁工具的圖解截面圖；

圖7是在接合之前的點接合工具的圖解截面圖；